6SE6440-2UE31-1CA1西門(mén)子

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SIEMENS     湖南環(huán)辰太瑞電氣設(shè)備有限公司

 湖南環(huán)辰太瑞電氣設(shè)備有限公司“以人為本、科技先導(dǎo)、顧客滿(mǎn)意、持續(xù)改進(jìn)”的工作方針

，致力于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、工程配套和系統(tǒng)集成，擁有豐富的自動(dòng)化產(chǎn)品的應(yīng)用和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及雄厚的技術(shù)力量，

尤其以 PLC復(fù)雜控制系統(tǒng)、傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用、伺服控制系統(tǒng)、數(shù)控備品備件、人機(jī)界面及網(wǎng)絡(luò)/軟件應(yīng)用為公司的技術(shù)特長(zhǎng)，

幾年來(lái)，湖南環(huán)辰太瑞電氣設(shè)備公司在與德國(guó) SIEMENS公司自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)部門(mén)的*緊密合作過(guò)程中，建立了良好的相互協(xié)作關(guān)系，

在可編程控制器、交直流傳動(dòng)裝置方面的業(yè)務(wù)逐年成倍增長(zhǎng)，為廣大用戶(hù)提供了SIEMENS的 技術(shù)及自動(dòng)控制的 
 
 湖南環(huán)辰太瑞電氣設(shè)備有限公司 在經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中精益求精，具備如下業(yè)務(wù)優(yōu)勢(shì)：
 
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MICROMASTER 440，不帶濾波器，3AC 200-240V，+10/-10% 47-63Hz，恒轉(zhuǎn)矩，額定輸出功率，5.5 KW 過(guò)載 150%，用于 60S，200% 3 S，平方轉(zhuǎn)矩，額定輸出功率，7.5 KW 245 x 185 x 195 (H x W x D)，防護(hù)等級(jí) IP20，環(huán)境溫度 -10 - +50 ℃，不帶 AOP/BOP

西門(mén)子S7-1200 PLC在當(dāng)前的市場(chǎng)中有著廣泛的應(yīng)用，作為常與變頻器共同使用的PLC，其與西門(mén)子MM440 變頻器的USS通信一直在市場(chǎng)上有著非常廣泛的應(yīng)用。本文將主要介紹如何使用USS通信協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)S7-1200與MM440變頻器的通信。gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)

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1. USS通信介紹gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)

1.1. USS協(xié)議特點(diǎn)gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
USS (Universal Serial Interface, 即通用串行通信接口) 是西門(mén)子專(zhuān)為驅(qū)動(dòng)裝置開(kāi)發(fā)的通信協(xié)議。USS 協(xié)議的基本特點(diǎn)如下：gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)

• 支持多點(diǎn)通信（因而可以應(yīng)用在 RS 485 等網(wǎng)絡(luò)上）gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
• 采用單主站的“主－從”訪問(wèn)機(jī)制gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
• 每個(gè)網(wǎng)絡(luò)上zui多可以有 32 個(gè)節(jié)點(diǎn)（zui多 31 個(gè)從站）gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
• 簡(jiǎn)單可靠的報(bào)文格式，使數(shù)據(jù)傳輸靈活高效gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
• 容易實(shí)現(xiàn)，成本較低gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)

USS 的工作機(jī)制是，通信總是由主站發(fā)起，USS 主站不斷循環(huán)輪詢(xún)各個(gè)從站，從站根據(jù)收到的指令，決定是否以及如何響應(yīng)。從站永遠(yuǎn)不會(huì)主動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)。從站在以下條件滿(mǎn)足時(shí)應(yīng)答：gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
-- 接收到的主站報(bào)文沒(méi)有錯(cuò)誤，并且gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
-- 本從站在接收到主站報(bào)文中被尋址gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
上述條件不滿(mǎn)足，或者主站發(fā)出的是廣播報(bào)文，從站不會(huì)做任何響應(yīng)。對(duì)于主站來(lái)說(shuō)，從站必須在接收到主站報(bào)文之后的一定時(shí)間內(nèi)發(fā)回響應(yīng)。否則主站將視為出錯(cuò)。gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
USS 的字符傳輸格式符合 UART 規(guī)范，即使用串行異步傳輸方式。USS 在串行數(shù)據(jù)總線(xiàn)上的字符傳輸幀為 11 位長(zhǎng)度，如表1所示：gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)

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表1：USS字符幀gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)

USS 協(xié)議的報(bào)文簡(jiǎn)潔可靠，高效靈活。報(bào)文由一連串的字符組成，協(xié)議中定義了它們的特gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
定功能，表2所示：gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)

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表2：USS報(bào)文結(jié)構(gòu)gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)

每小格代表一個(gè)字符（字節(jié)）。其中：gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
STX： 起始字符，總是 02 hgk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
LGE： 報(bào)文長(zhǎng)度gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
ADR：從站地址及報(bào)文類(lèi)型gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
BCC： BCC 校驗(yàn)符gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
凈數(shù)據(jù)區(qū)由 PKW 區(qū)和 PZD 區(qū)組成，如表3所示：gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)

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表3：USS凈數(shù)據(jù)區(qū)gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)

PKW： 此區(qū)域用于讀寫(xiě)參數(shù)值、參數(shù)定義或參數(shù)描述文本，并可修改和報(bào)告參數(shù)的改變 。其中：gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)

• PKE： 參數(shù) ID。包括代表主站指令和從站響應(yīng)的信息，以及參數(shù)號(hào)等
• IND： 參數(shù)索引，主要用于與 PKE 配合定位參數(shù)
• PWEm：參數(shù)值數(shù)據(jù)

PZD： 此區(qū)域用于在主站和從站之間傳遞控制和過(guò)程數(shù)據(jù)。控制參數(shù)按設(shè)定好的固定格式在主、從站之間對(duì)應(yīng)往返。如：gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)

• PZD1：主站發(fā)給從站的控制字/從站返回主站的狀態(tài)字
• PZD2： 主站發(fā)給從站的給定/從站返回主站的實(shí)際反饋

根據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類(lèi)型和驅(qū)動(dòng)裝置的不同，PKW 和 PZD 區(qū)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度都不是固定的，它們可以靈活改變以適應(yīng)具體的需要。但是，在用于與控制器通信的自動(dòng)控制任務(wù)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)上的所有節(jié)點(diǎn)都要按相同的設(shè)定工作，并且在整個(gè)工作過(guò)程中不能隨意改變。gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
注意：gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
對(duì)于不同的驅(qū)動(dòng)裝置和工作模式，PKW 和 PZD 的長(zhǎng)度可以按一定規(guī)律定義。 一旦確定就不能在運(yùn)行中隨意改變 ；gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
PKW 可以訪問(wèn)所有對(duì) USS 通信開(kāi)放的參數(shù)；而 PZD 僅能訪問(wèn)特定的控制和過(guò)程數(shù)據(jù)；gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
PKW 在許多驅(qū)動(dòng)裝置中是作為后臺(tái)任務(wù)處理，因此 PZD 的實(shí)時(shí)性要比 PKW 好。gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)

1.2. S7-1200 USS通信簡(jiǎn)介gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)

CM 1241 RS485 模塊通過(guò) RS485 端口與MM440進(jìn)行通信。 可使用 USS 庫(kù)控制MM440和讀/寫(xiě)MM440參數(shù)。該庫(kù)提供 1 個(gè) FB 和 3 個(gè) FC 來(lái)支持 USS 協(xié)議。 每個(gè) CM1241 RS485 通信模塊zui多支持 16 個(gè)MM440。連接到一個(gè) CM 1241 RS485 的所有MM440（zui多 16 個(gè)）是同一 USS 網(wǎng)絡(luò)的一部分。連接到另一 CM 1241 RS485 的所有MM440是另一 USS 網(wǎng)絡(luò)的一部分。 因?yàn)?S7-1200zui多支持三個(gè) CM 1241 RS485 設(shè)備，所以用戶(hù)zui多可建立三個(gè) USS 網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)zui多 16 個(gè)MM440，總共支持 48 個(gè) USS MM440。各 USS 網(wǎng)絡(luò)使用各自*的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行管理（使用三個(gè) CM 1241 RS485 設(shè)備建立三個(gè) USS網(wǎng)絡(luò)需要三個(gè)數(shù)據(jù)塊）。 同一USS 網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的所有指令必須共享該數(shù)據(jù)塊。 這包括用于控制網(wǎng)絡(luò)上所有MM440的 USS_DRV、USS_PORT、USS_RPM 和USS_WPM 指令。gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)

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2. 硬件需求及接線(xiàn)gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)

2.1. 硬件需求gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
S7-1200 PLC目前有3種類(lèi)型的CPU：gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
1）S7-1211C CPU。gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
2）S7-1212C CPU。gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
3）S7-1214C CPU。gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
這三種類(lèi)型的CPU都可以使用USS通信協(xié)議通過(guò)通信模塊CM1241 RS485來(lái)實(shí)現(xiàn)S7-1200與MM440變頻器的通信。gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
本例中使用的PLC硬件為：gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
1） S7-1214C ( 6ES7 214 -1BE30 -0XB0 )gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
2) CM1241 RS485 ( 6ES7 241 -1CH30 -0XB0 )gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
3) CSM 1277 ( 6GK7 277 -1AA00 - 0AA0)gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
本例中使用的MM440變頻器硬件為：gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
1） MM440 （ 6SE6440 - 2AB11 - 2AA1 ）gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
2） MICROMASTER 4 ENCODER MODULE （ 6SE6400 - 0EN00 - 0AA0 ）gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
3） SIEMENS MOTOR （ 1LA7060 - 4AB10 - Z ）gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
4） USS 通信電纜 ( 6XV1830 - 0EH10 )gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)

2.2. 接線(xiàn)gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
建議使用西門(mén)子的網(wǎng)絡(luò)插頭和PROFIBUS電纜。在 S7-1200 CPU 通信口上使用西門(mén)子網(wǎng)絡(luò)插頭。gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
PROFIBUS 電纜的紅色導(dǎo)線(xiàn)B 即 RS 485 信號(hào) +，此信號(hào)應(yīng)當(dāng)連接到 MM 440 通信端口的 P+；綠色導(dǎo)線(xiàn)A 即 RS 485 信號(hào) -，此信號(hào)應(yīng)當(dāng)連接到 MM 440 通信端口的 N-。gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)

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圖1： MM440接線(xiàn)端子                                       表4：MM440端子定義gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)

因?yàn)镸M 440 通信口是端子連接，所以 PROFIBUS 電纜不需要網(wǎng)絡(luò)插頭，而是剝出線(xiàn)頭直接壓在端子上。如果還要連接下一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，則兩條電纜的同色芯線(xiàn)可以壓在同一個(gè)端子內(nèi)。PROFIBUS 電纜的紅色芯線(xiàn)應(yīng)當(dāng)壓入端子 29；綠色芯線(xiàn)應(yīng)當(dāng)連接到端子 30，如圖1、表4所示。完整接線(xiàn)圖如圖2所示。gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)

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圖2： S7-1200與MM440接線(xiàn)圖gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)

a. 屏蔽/保護(hù)接地母排，或可靠的多點(diǎn)接地。此連接對(duì)抑制干擾有重要意義。gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
b. PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)插頭，內(nèi)置偏置和終端電阻。gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
c. MM 440 端的偏置和終端電阻。gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
d. 通信口的等電位連接?？梢员Ｗo(hù)通信口不致因共模電壓差損壞或通信中斷。gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
e. 雙絞屏蔽電纜（PROFIBUS）電纜，因是高速通信，電纜的屏蔽層須雙端接地（接 PE）。gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
注意，以下幾點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能有極為重要的影響。幾乎所有網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量方面的問(wèn)題都與未考慮到下列事項(xiàng)有關(guān)：gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)

• 偏置電阻用于在復(fù)雜的環(huán)境下確保通信線(xiàn)上的電平在總線(xiàn)未被驅(qū)動(dòng)時(shí)保持穩(wěn)定；終端電阻用于吸收網(wǎng)絡(luò)上的反射信號(hào)。一個(gè)完善的總線(xiàn)型網(wǎng)絡(luò)必須在兩端接偏置和終端電阻。gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
• 通信口 M 的等電位連接建議單獨(dú)采用較粗的導(dǎo)線(xiàn) ，而不要使用 PROFIBUS 的屏蔽層，因?yàn)榇诉B接上可能有較大的電流，以致通信中斷。gk9模具聯(lián)盟網(wǎng)
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